敦煌全球太陽能供暖和工農(nóng)業(yè)供熱發(fā)展現(xiàn)狀

為促進太陽能集熱技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在推進北方地區(qū)冬季清潔供暖工程中發(fā)揮更大作用，在由國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國工程熱物理學(xué)會、中國可再生能源學(xué)會，中國電機工程學(xué)會共同舉辦，國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、浙江中控太陽能技術(shù)有限公司共同承辦的2019第五屆中國太陽能熱發(fā)電大會上，特別設(shè)置太陽能供熱技術(shù)論壇。

在太陽能供熱技術(shù)論壇上，國家發(fā)改委能源研究所副研究員胡潤青應(yīng)邀作了題為“全球太陽能供暖和工農(nóng)業(yè)供熱發(fā)展現(xiàn)狀”的主旨報告。她總結(jié)了太陽能集熱技術(shù)在供暖、工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，并介紹了一種太陽能光伏熱水器PVT的技術(shù)情況和發(fā)展現(xiàn)狀。其報告全文如下，以供參考。 

一、全球太陽能熱利用市場總體情況

表1：全球太陽能熱利用市場規(guī)模

根據(jù)IEA和REN21的報告，全球太陽能熱利用市場保持穩(wěn)定增長，2018年保有集熱面積達到480GWth（6.86億m2）。但是，全球市場增長增速放緩，2014年以來全球太陽能熱利用運行保有量的年增長速度均低于光伏發(fā)電和風電，2018年僅為2%，遠低于光伏發(fā)電（25%）和風電（10%）。

1、中國的地位和貢獻顯著

2、全球市場分布和發(fā)展

表3：2017年全球新增集熱面積 

從人均太陽能熱利用密度來看的話，中國僅排在全球第8位，有7個國家的人均集熱器面積比中國要高，普及率比中國要大。普及率高的國家既包括巴巴多斯、塞浦路斯等太陽資源特別好的小國家，也有奧地利、以色列、希臘等發(fā)達國家。 

2018年發(fā)展Z快的10個國家是波蘭、丹麥、印度、塞浦路斯、墨西哥、希臘、澳大利亞、西班牙、南非、法國。波蘭和丹麥的發(fā)展速度分別是179%和128%，印度有17%的年增長率，是全球發(fā)展的標桿，也給全球太陽能熱利用市場帶來新的機遇。但是進入前10的國家有4個國家的增速僅有2%，也顯示全球市場的疲軟。

3、2018年發(fā)展趨勢

（1）商業(yè)和工業(yè)企業(yè)的關(guān)注度在提升，特別是新興市場國家； 

（2）大氣污染治理政策帶來新的商機主要有：中國、波蘭等國家；

（3）民用熱水需求的增長（中東、東非、中非）帶動制造能力的提升（特別是南歐企業(yè)）； 

（4）能源合同管理模式的增長；

（5）更多國家提供財政支持政策：要求高比例可再生能源供熱。

二、太陽能供暖

1、概況

從全球太陽能供暖應(yīng)用看，小型系統(tǒng)應(yīng)用Z廣泛的，市場占比達到90%以上。大型系統(tǒng)處于規(guī)模化發(fā)展的初期，在丹麥及北歐國家處于快速發(fā)展階段，主要應(yīng)用于當?shù)卮蟮墓峁芫W(wǎng)或者是區(qū)域供熱網(wǎng)。

從市場推廣情況看，有更多國家開始做大型太陽能供熱項目，主要分布在歐洲。 

2018年，全球有15個大型太陽能供熱項目投運， 2018年新增情況并不理想。比2017年有所下降。實際上2016年的大型太陽能供暖項目，特別是丹麥的區(qū)域供熱項目有非常大的增長。

超大型太陽能供熱項目多為季節(jié)性儲熱項目。截止2018年底，全球Z大的4個太陽能供熱項目都是季節(jié)性儲熱項目，而且太陽能保證率都在50%以上，即：2009年建成的Gram項目，集熱面積達44836m2；2011年建成的Vojens項目，50MWth(69991m2) ；2014年建成的Dronninglud項目，集熱面積37500m2；2016年建成的Silkeborg項目，110MWth。

2、國家區(qū)域特點

從技術(shù)的角度，太陽能供熱系統(tǒng)即可供熱水也可建筑供暖。從全球太陽能區(qū)域供熱市場來看，各個國家有不同的特點。我國熱水系統(tǒng)和供暖系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)是分開的。丹麥等歐洲國家熱水和供暖是一體的，是一套系統(tǒng)。

根據(jù)IEA的評估，中國的市場規(guī)模巨大，但系統(tǒng)技術(shù)水平尚有待提高；奧地利、德國、丹麥、瑞典等歐洲國家是全球技術(shù)引領(lǐng)者，也有一定的市場規(guī)模。俄羅斯、烏克蘭等國則是沉睡的巨人，太陽能供熱市場巨大，但有待開發(fā)。

大型太陽能供暖項目采用的集熱器類型，Z多的是平板集熱器，槽式集熱器、真空管集熱器次之。

三、太陽能工業(yè)供熱

1、巨大的全球工業(yè)供熱需求

根據(jù)IEA的研究報告，全球工業(yè)供熱需求非常巨大。2014年全球終端能源消費量260EJ，工業(yè)終端能源消費量占到32%，工業(yè)用能里有74%是熱的需求。從目前供應(yīng)狀況看， 90%以上都是化石能源，只有9%左右的可再生能源。從終端需求看，高溫熱力需求占到48%，中溫22%，低溫30%。低溫熱力（<150℃）的應(yīng)用廣泛，可以用于洗滌、消毒、加熱、炊事等多個行業(yè)。中溫熱力（150-400℃），可用于蒸餾、硝酸鹽熔融、染色、加壓等工業(yè)用途；高溫熱力（400度以上），主要用于發(fā)電行業(yè)和相變過程。

3、分行業(yè)的工業(yè)熱力需求

各種集熱器的工作原理不同，能夠提供的熱力溫度也不同?？諝饧療崞鳌⒄婵展芗療崞?，平板集熱器的工作溫度都在150度以下，可提高低溫熱力。槽式集熱器和菲涅爾集熱器可提高中溫、甚至高溫的熱力。

從各行業(yè)的熱力市場需求看，化工行業(yè)的熱力需求量Z多的，食品加工、機械、采礦、紡織、林木等行業(yè)也有較大的熱力需求量。工業(yè)行業(yè)的熱力需求也有所不同，有的是作為一種能源，有的是一種生產(chǎn)工藝用能，不同熱力需求可通過不同的技術(shù)來提供熱力供應(yīng)。

對于工業(yè)行業(yè)的熱力需求，太陽能熱力供應(yīng)有3種方式，一是提供預(yù)熱，國內(nèi)外都有廣泛的應(yīng)用。二是用槽式或者菲涅爾直接提供蒸汽，直供蒸汽。三是生產(chǎn)工藝加熱，可以是和常規(guī)鍋爐一套系統(tǒng)來共同實施，當然這個工藝生產(chǎn)過程中可以是預(yù)熱那樣作為一套系統(tǒng)，也可以是獨立的兩套系統(tǒng)來實施生產(chǎn)工藝加熱。對于工業(yè)生產(chǎn)熱力來說還面臨非常大的挑戰(zhàn)，首先對工業(yè)企業(yè)來說，是其產(chǎn)品的質(zhì)量，它的生產(chǎn)產(chǎn)品不是熱力系統(tǒng)產(chǎn)品，而是生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量非常重要，不允許能源供應(yīng)系統(tǒng)影響到它生產(chǎn)的控制系統(tǒng)，或者影響產(chǎn)品質(zhì)量，對于這套熱力系統(tǒng)品質(zhì)要求非常高，對于安全性還有熱力溫度、流量、壓力等，都會有更多的要求，比生活用水要求高得多。

為了實現(xiàn)經(jīng)濟性，如何和常規(guī)能源系統(tǒng)、或者其它可再生能源系統(tǒng)結(jié)合，對于太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)是至關(guān)重要的問題。如果企業(yè)有工業(yè)余熱，也要考慮，這樣才能更好降低工業(yè)熱力成本。 

4、2018年全球太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)供應(yīng)商調(diào)查

根據(jù)2018年開展的全球太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)供應(yīng)商調(diào)查，全球共有82家企業(yè)具備提供太陽能工業(yè)熱水系統(tǒng)的能力，包括5家中國公司，皇明、力諾、桑達、太陽雨、威克多。這些企業(yè)的處境艱難，93%的企業(yè)對經(jīng)營情況不滿意，只有32家企業(yè)2018年獲得了工業(yè)熱力項目訂單。

2018年新增太陽能工業(yè)熱力項目主要采用真空管、槽式、平板三種集熱器，其市場份額分別為：真空管55%，槽式20%，平板19% 。

四、太陽能光伏熱水器PVT

太陽能光伏熱水器就是把太陽能光伏和熱水器兩種產(chǎn)品疊加在一個產(chǎn)品里，主要優(yōu)勢就是系統(tǒng)效率大幅度上漲，IEA報告其系統(tǒng)效率可達75%。其應(yīng)用領(lǐng)域主要是空氣加熱/制冷系統(tǒng)。

2018年累計安裝量達到107萬m2集熱面積，主要生產(chǎn)國是以色列，57.5萬m2，產(chǎn)品出口至韓國、中國和德國。其次是法國44萬m2、德國10.9萬m22，意大利、荷蘭、瑞士等國家也在生產(chǎn)。 

從2018年全球PVT市場看，PVT產(chǎn)品中集成的太陽能集熱器品種中，57%產(chǎn)品是無蓋板的平板集熱器，41%是空氣集熱器，其余平板集熱器占到2%。如果從生產(chǎn)商角度來看的話，生產(chǎn)無蓋板平板集熱器企業(yè)占到48%，平板集熱器企業(yè)占到28%，真空管集熱器只有4%。也就是說，PVT多是依托平板集熱器和無蓋板平板集熱器。

PVT產(chǎn)品主要是空氣加熱/制冷系統(tǒng)，目前尚處于市場發(fā)展初期。我國擁有全球Z強的光伏電池和太陽能熱水制造業(yè)，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好，但尚沒有PVT生產(chǎn)制造商，有興趣的企業(yè)可考慮加入。